| 研究課題/領域番号 |
17H03180
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
丸田 薫 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (50260451)
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| 研究分担者 |
中村 寿 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (40444020)
森井 雄飛 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (50707198)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
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| キーワード | 振動燃焼 / 燃焼 / FREI / マイクロ燃焼 / 着火 / 計測融合研究 |
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| 研究成果の概要 |
反応性流体，特に複雑な化学反応を伴う燃焼現象は，未だに数値予測のみに基づき機器設計を行うことが困難な分野として知られている。本研究はこの現状に一石を投じる目的で，当研究グループ独自のマイクロ燃焼現象を対象に，数値解析による燃焼現象予測を実施した。計測と数値解析の融合については現象の追尾が困難を極めたため，数値計算の精度を大きく向上させることを最初に行う方針に転換，研究期間中に正ヘプタンによる振動燃焼現象の数値的再現に成功している。計測融合の目標は未達であるが，数値解析結果は基礎燃焼分野で世界最高水準とされる学術誌に投稿され，採択となっている。今後も計測融合への試みを継続する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
燃焼は，数値予測のみに基づき機器設計を行うことが未だに困難な分野として知られる。本研究ではその原因が「数値解析の対象となりうる標準的動的燃焼現象がそもそも存在しなかったこと」にあると考えた。そこで本グループの既往成果であるマイクロ燃焼現象，中でもFlames with repetitive extinction and ignition（FREI）と呼ばれる振動燃焼現象に着目した。その結果，実用燃料の一成分であり低温酸化反応を呈する正ヘプタンによるFREIを，詳細化学反応を考慮した数値解析により再現した。実用燃焼器で鍵となる，自着火アシスト型燃焼を数値的に再現できた意義は大きい。
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